1 中国地质大学 机械与电子信息学院，武汉 430074
2 中国信息通信科技集团有限公司 光纤通信技术和网络全国重点实验室，武汉 430074
【目的】高速无源光接入网络中存在光纤色散、非线性损伤和带宽限制等问题，导致传统强度调制和直接检测技术的功率预算损失较高，难以满足高速无源光接入网络的要求。
【方法】为了更好地提升强度调制和直接检测光接入系统的速率和性能，文章在Volterra判决反馈均衡器（VDFE）的基础上，研究了基于递推最小二乘估计（RLS）算法的VDFE-RLS信道均衡方法。该均衡器采用RLS算法对其中的抽头系数进行更新。该均衡器包含了一、二、三阶Volterra级数，其中一阶Volterra级数对线性损伤进行补偿，二阶和三阶Volterra级数能够对非线性损伤进行补偿。文章将该均衡器应用于经过20 km传输后的单波长为200 Gbit/s的O波段强度调制和直接检测技术的下行光接入系统中。
【结果】实验结果表明，RLS算法相比传统的最小均方（LMS）算法在均衡器中表现出来的性能更好。此外，VDFE-RLS可以实现>29 dB的功率预算。VDFE-RLS相比于传统的基于Volterra的前馈均衡器（VFFE），当VDFE-RLS和VFFE-RLS均衡器长度相同时，可以实现2.2 dB功率预算的提升。当VDFE-RLS的均衡器长度为VFFE-RLS的一半时，前者相比后者仍可以提升0.5 dB的功率预算。
【结论】文章所述系统相比其他传统系统在能够缩短均衡器长度的同时，能提高系统的功率预算，还能最终恢复出准确度较高的信号。
Volterra判决反馈均衡器 递推最小二乘估计 Volterra级数 自适应滤波算法 VDFE RLS Volterra series adaptive filtering algorithms 光通信研究
2024, 50(1): 23013601
1 辽宁大学, 沈阳 110036
2 山东芯慧微电子科技有限公司, 济南 250100
在SerDes电路中, 高速数据传输的关键在于均衡的速率, 因此随着SerDes对数据传输速率要求越来越高, 对SerDes中接收器的判决反馈均衡器的速率要求也在提高。作为自适应判决反馈均衡器的关键组成部分, 比较器的延时大小决定了自适应均衡器的判决容限。为了满足低压应用对高速率比较器的低延迟要求, 文章基于传统双尾比较器提出一种新的适用于SerDes接收器中判决反馈均衡器的高速差分信号动态比较器电路。在TSMC 28 nm CMOS工艺下, 当电源电压为1 V时, 平均延迟时间为52.58 ps, 可满足高达15 Gbit/s数据速率的判决反馈均衡器应用需求。
判决反馈均衡 比较器 高速 decision feedback equalizer comparator high speed SerDes SerDes
1 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210023
2 东南大学 毫米波国家重点实验室, 南京 210096
基于65 nm CMOS工艺设计了一种25~28 Gbit/s具有自适应均衡和时钟数据恢复功能的光接收机电路。光接收前端采用低带宽设计, 以优化接收机的灵敏度;采用判决反馈均衡器, 以恢复低带宽前端引入的码间干扰。为了适应不同速率和工艺角引入的码间干扰, 结合SS-LMS自适应算法, 实现信号的自适应均衡。无参考时钟数据恢复电路采用鉴频环路拓宽频率捕获范围, 同时将半速率鉴相器嵌入均衡器中, 以降低功耗和成本。后仿真结果表明, 在100 fF光电二极管的寄生电容条件下, 接收前端最大增益达到66 dBΩ, 25%带宽处的等效输入噪声电流为153 pA·Hz-1/2, 光接收机灵敏度为-145 dBm。当电源电压为12 V时, 光接收机的整体功耗为1811 mW。
光接收机前端 判决反馈均衡器 时钟数据恢复电路 无参考时钟 嵌入式鉴相器 optical receiver front end decision feedback equalizer clock data recovery circuit reference-less clock embedded phase detector
南京邮电大学 电子与光学工程学院、 微电子学院, 南京 210023
基于65 nm CMOS工艺, 设计了一种25 Gbit/s带有一个无限冲激响应抽头的自适应判决反馈均衡器。该均衡器中关键路径采用堆叠式选择器和锁存器组成的半速率预测式结构, 以减小环路反馈延时。自适应模块采用改进的最小均方算法, 以改善抽头系数的收敛性。输出缓冲采用改进的fT倍增结构, 以提升带宽并具有预加重功能。仿真结果表明, 当信号速率为25 Gbit/s时, 该均衡器能够自适应地实现最高20 dB衰减量的补偿, 输出抖动小于10 ps。1.2 V电源供电时, 整体电路在不同工艺角下的平均功耗约为120.5 mW。
自适应 判决反馈均衡器 无限冲激响应抽头 最小均方算法 预加重 adaptive DFE IIR tap LMS algorithm pre-emphasis
1 西安电子科技大学 通信工程学院, 西安 710071
2 重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065
针对无线通信传统接收机的信道估计和译码分开处理是次优的问题, 文章提出了一种联合信道估计和极化码译码的接收机模型。根据极化码译码器级联的循环冗余校验码的校验信息, 接收机将译码器中部分硬判决信息再编码, 然后将得到的码字反馈到信道估计器中,此时相当于接收机挑选了部分码字比特作为导频, 信道估计器根据新的导频重新进行信道估计。文章提出的接收机模型及算法不仅减少了信道估计中导频的开销, 还使得信道估计和译码两个过程相互促进, 从而改善了极化码的误帧率。仿真结果表明,当归一化多普勒等于0.02时, 文章提出的基于硬判决反馈的接收机相比于传统的接收机有2 dB的性能增益。
极化码 信道估计 循环冗余校验码 硬判决反馈 polar codes channel estimation CRC hard decision feedback
1 上海市先进通信与数据科学研究院, 上海 200444
2 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
4阶脉冲幅度调制信号对光电器件的线性度要求较高,色散容限较小;10G级光器件的带宽限制严重影响系统性能。描述了采用商用25G级光器件实现50 Gbit/s 非归零码(NRZ)信号的传输实验方案。分别在背靠背和25 km标准单模光纤传输情况下,使用最大似然序列估计和基于最小均方误差算法的判决反馈均衡进行译码。通过比较不同接收光功率条件下的误码率性能,证明了基于25G级光器件的50 Gbit/s NRZ信号传输能够作为单路50 Gbit/s的候选方案。
光通信 定时恢复 信道估计 均衡 最大似然序列估计 判决反馈均衡
单载波频域均衡 (SC-FDE)技术具有发送信号低峰均功率比的优势，是新一代通信 3GPP-LTE/LTE-Advanced上行链路的关键技术之一。针对非理想信道估计，基于信道估计误差的统计模型，提出了一种联合频域均衡和时域判决反馈的鲁棒接收均衡器。以最小化均方误差 (MSE)为最优准则，推导了均衡器的系数和均方误差的表达式。仿真结果表明，这种鲁棒的混合均衡器在非理想信道估计下较传统均衡器具有显著的性能提升。
单载波频域均衡 判决反馈 非理想信道估计 鲁棒性 Frequency Domain Equalization decision feedback imperfect channel knowledge robustness 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(2): 215
上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
针对发射端频率选择性IQ(同相/正交相)不平衡对CO-OFDM(相干光正交频分复用)系统传输性能的影响,提出一种基于DF(判决反馈)的IQ不平衡估计算法,并与传统的PA(导频插入)算法进行了对比.仿真研究和理论推演表明,所提算法可以有效地估计IQ不平衡和信道参数,提高系统的BER(误码率)性能.
相干光正交频分复用 同相/正交相不平衡 判决反馈 CO-OFDM IQ imbalance DF
1 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
2 山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城 252059
对于偏分复用相干光正交频分复用（PDM-CO-OFDM）通信系统，提出了两种盲相位估计算法，一种基于判决引导（DD）的方案，另一种基于判决引导和判决反馈相结合（DD+DF）的方案。随后在112 Gb/s的PDM-CO-OFDM系统中对算法进行了仿真验证，并与传统的导频辅助（PA）算法进行比较，结果表明DD算法在无需导频开销的情况下，可实现良好的相位估计性能，但对激光器线宽的容忍度较差，DD+DF算法对DD算法的相位估计性能及激光器线宽容忍度都有较高的提升，且其相位恢复结果明显优于采用五路导频的PA算法。
光通信 盲相位估计 判决引导 判决反馈 相干光正交频分复用系统 偏分复用
